JPWO2013051102A1 - Inductor wire and inductor - Google Patents

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賢吾 田中
典善 伏見
典善 伏見
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文彦 安倍
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Abstract

導電体の表層に磁性体層を設けるにあたり、抵抗値をも加味してQ値を高めることができるインダクタ用線材およびこの線材を用いたインダクタを提供する。インダクタのコイルに使用されるインダクタ用線材であって、導電体と、前記導電体の表層に設けられた磁性体層とを有しており、前記磁性体層の厚みが0より大きく3.0μm以下である。この線材を使用してQ値の高いインダクタを得る。In providing a magnetic layer on a surface layer of a conductor, an inductor wire capable of increasing a Q value in consideration of a resistance value and an inductor using the wire are provided. An inductor wire used for a coil of an inductor, comprising an electric conductor and a magnetic layer provided on a surface layer of the electric conductor, wherein the thickness of the magnetic layer is larger than 0 and 3.0 μm. It is as follows. Using this wire, an inductor having a high Q value is obtained.

Description

本発明は、インダクタの巻線に使用されるインダクタ用線材および、この線材を用いたインダクタに関する。   The present invention relates to an inductor wire used for a winding of an inductor and an inductor using the wire.

インダクタを製造するための巻線用の線材としては、一般的には、銅などの導電体の外側に絶縁層を設けた線材が使用されている。   As a wire for winding for manufacturing an inductor, a wire having an insulating layer outside a conductor such as copper is generally used.

また、この導電体の表面に磁性体をめっきした線材も知られている。この線材を使用したインダクタでは、1MHzの周波数帯域において、10%程度のインダクタンスUPの効果があると開示されている(例えば、特開昭62−211904号公報参照)。   Also known is a wire material in which a magnetic material is plated on the surface of the conductor. It is disclosed that an inductor using this wire has an effect of an inductance UP of about 10% in a frequency band of 1 MHz (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-219044).

インダクタの性能は、一般的にQ値(Q値=2π×周波数×インダクタンスLs/巻線抵抗Rs)が高いことで表現される。上述の文献では、インダクタンスLがUPすることについては記載されているが、抵抗値Rについての関係が不明である。また、上記文献では、磁性体層の材質や厚みとの関係が記載されていない。他方、この文献で開示されている共振回路では、Q値を下げることについて記載されているが、Q値を高める(抵抗値を低くする)ことについては記載されていない。   The performance of an inductor is generally expressed by a high Q value (Q value = 2π × frequency × inductance Ls / winding resistance Rs). Although the above-mentioned document describes that the inductance L increases, the relationship with respect to the resistance value R is unknown. Moreover, in the said literature, the relationship with the material and thickness of a magnetic body layer is not described. On the other hand, in the resonant circuit disclosed in this document, it is described about lowering the Q value, but it is not described about increasing the Q value (lowering the resistance value).

本発明の目的は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、導電体の表層に磁性体層を設けるにあたり、抵抗値をも加味してQ値を高めることができるインダクタ用線材およびインダクタを提供することにある。   An object of the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an inductor wire and an inductor capable of increasing a Q value in consideration of a resistance value in providing a magnetic layer on a surface layer of a conductor. It is to provide.

上述目的を達成するため、本発明によれば、インダクタのコイルに使用されるインダクタ用線材であって、導電体と、前記導電体の表層に設けられた磁性体層とを有し、前記磁性体層の厚みが0より大きく3.0μm以下であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an inductor wire used for an inductor coil, comprising a conductor and a magnetic layer provided on a surface layer of the conductor, wherein the magnetic The thickness of the body layer is greater than 0 and 3.0 μm or less.

好ましくは、使用周波数帯域が0.01〜1000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が100〜500であり、前記磁性体層の厚みが0より大きく3.0μm以下である。   Preferably, when the operating frequency band is 0.01 to 1000 kHz or less, the value obtained by expressing the initial permeability of the magnetic layer in terms of relative permeability is 100 to 500, and the thickness of the magnetic layer is less than 0. It is 3.0 μm or less.

また好ましくは、使用周波数帯域が0.01〜5000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が100〜500であり、前記磁性体層の厚みが0より大きく2.0μm以下である。   Also preferably, when the operating frequency band is 0.01 to 5000 kHz or less, the value of the initial permeability of the magnetic layer expressed by relative permeability is 100 to 500, and the thickness of the magnetic layer is 0. It is larger than 2.0 μm.

また好ましくは、使用周波数帯域が0.01〜1000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が500〜2000であり、前記磁性体層の厚みが0より大きく2.5μm以下である。   Preferably, when the frequency band used is 0.01 to 1000 kHz or less, the value obtained by expressing the initial permeability of the magnetic layer in terms of relative permeability is 500 to 2000, and the thickness of the magnetic layer is 0. It is larger than 2.5 μm.

また好ましくは、使用周波数帯域が0.01〜1000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が500〜2000であり、前記磁性体層の厚みが0より大きく2.0μm以下である。   Preferably, when the frequency band used is 0.01 to 1000 kHz or less, the value obtained by expressing the initial permeability of the magnetic layer in terms of relative permeability is 500 to 2000, and the thickness of the magnetic layer is 0. It is larger than 2.0 μm.

また、好ましくは、使用周波数帯域が0.01〜5000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が500〜2000であり、前記磁性体層の厚みが0.5〜1.5μmである。   Preferably, when the used frequency band is 0.01 to 5000 kHz or less, the value obtained by expressing the initial permeability of the magnetic layer in terms of relative permeability is 500 to 2000, and the thickness of the magnetic layer is 0.5 to 1.5 μm.

また、前記磁性体層は、Feを重量比10%以上含む2元素以上の合金であってもよい。   Further, the magnetic layer may be an alloy of two or more elements containing 10% or more by weight of Fe.

また、前記磁性体層は、Fe−50Ni合金であってもよい。   The magnetic layer may be an Fe-50Ni alloy.

さらに、前記磁性体層は、Fe−80Ni合金であってもよい。   Further, the magnetic layer may be an Fe-80Ni alloy.

さらには、前記磁性体層が、実質的にFeからなるものであってもいい。   Furthermore, the magnetic layer may be substantially made of Fe.

また、実質的にFeからなる磁性体層の膜厚が、0μmより大きく3.0μm以下であってもよく、より好ましくは、1.5μm以上3.0μm以下である。   Further, the thickness of the magnetic layer substantially made of Fe may be greater than 0 μm and not greater than 3.0 μm, and more preferably not less than 1.5 μm and not greater than 3.0 μm.

これらの場合において、前記磁性体層は、前記導電体と絶縁層との間に設けるようにしてもよい。   In these cases, the magnetic layer may be provided between the conductor and the insulating layer.

他方、上記のインダクタ用線材を使用してインダクタを製作することもできる。   On the other hand, an inductor can be manufactured using the above-described inductor wire.

本発明に係るインダクタ用線材によれば、インダクタのコイルに使用されるインダクタ用線材であって、導電体と、該導電体の表層に設けられた磁性体層とを有し、磁性体層の厚みが0より大きく3.0μm以下となる。すなわち、導電体の表層に上記所定厚みの磁性体層を設けているので、磁性体層を設けていない線材と比較して、インダクタンスを向上させると共に抵抗値を下げ、Q値を高めることができる。   The inductor wire according to the present invention is an inductor wire used for a coil of an inductor, and includes a conductor and a magnetic layer provided on a surface layer of the conductor. The thickness is greater than 0 and not greater than 3.0 μm. That is, since the magnetic layer having the predetermined thickness is provided on the surface layer of the conductor, the inductance can be improved, the resistance value can be lowered, and the Q value can be increased as compared with the wire without the magnetic layer. .

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る電磁石用線材の構成を概略的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the electromagnet wire according to the first embodiment of the present invention. 図2(A)及び図2(B)は、それぞれ平角線を用いた場合の電磁石用線材の断面図である。FIG. 2A and FIG. 2B are cross-sectional views of the electromagnet wire when a flat wire is used. 図3は、インダクタ用線材を用いた空心コイルの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of an air-core coil using an inductor wire. 図4は、空芯コイルの周波数とインダクタンスとの関係を示すグラフ図である。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the frequency and inductance of the air-core coil. 図5は、空芯コイルの周波数とインダクタンス変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the frequency of the air-core coil and the inductance change rate. 図6は、磁性体層にFe合金を用いた場合の、めっき厚さとインダクタンス変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the plating thickness and the inductance change rate when an Fe alloy is used for the magnetic layer. 図7は、磁性体層にFe合金を用いた場合の、めっき厚と抵抗変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the plating thickness and the rate of resistance change when an Fe alloy is used for the magnetic layer. 図8は、磁性体層にFe合金を用いた場合の、めっき厚とQ値変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the plating thickness and the Q value change rate when an Fe alloy is used for the magnetic layer. 図9は、磁性体層にFe−80Ni合金を用いた場合の、めっき厚さとインダクタンス変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the plating thickness and the inductance change rate when an Fe-80Ni alloy is used for the magnetic layer. 図10は、磁性体層にFe−80Ni合金を用いた場合の、めっき厚と抵抗変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the plating thickness and the rate of resistance change when an Fe-80Ni alloy is used for the magnetic layer. 図11は、磁性体層にFe−80Ni合金を用いた場合の、めっき厚とQ値変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the plating thickness and the Q value change rate when an Fe-80Ni alloy is used for the magnetic layer. 図12は、磁性体層にFe−50Ni合金を用いた場合の、めっき厚さとインダクタンス変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the plating thickness and the inductance change rate when an Fe-50Ni alloy is used for the magnetic layer. 図13は、磁性体層にFe−50Ni合金を用いた場合の、めっき厚と抵抗変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 13 is a graph showing the relationship between the plating thickness and the rate of change in resistance when an Fe-50Ni alloy is used for the magnetic layer. 図14は、磁性体層にFe−50Ni合金を用いた場合の、めっき厚とQ値変化率との関係を示すグラフ図である。FIG. 14 is a graph showing the relationship between the plating thickness and the Q value change rate when an Fe-50Ni alloy is used for the magnetic layer. 図15は、空芯コイルを2つ使用した状態を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a state in which two air-core coils are used. 図16は、本発明の第2の実施の形態に係る電磁石用線材の構成を概略的に示す断面図である。FIG. 16: is sectional drawing which shows roughly the structure of the wire material for electromagnets based on the 2nd Embodiment of this invention. 図17は、電磁石の吸引力を試験するためのソレノイドの断面図である。FIG. 17 is a sectional view of a solenoid for testing the attractive force of the electromagnet. 図18(A)は、図8のソレノイドを用いた吸引力試験において、電流と吸引力との関係を示すグラフ図であり、図18(B)は、磁性体層の膜厚と吸引力変化率との関係を示すグラフ図である。18A is a graph showing the relationship between the current and the attractive force in the attractive force test using the solenoid of FIG. 8, and FIG. 18B is a graph showing the change in the thickness of the magnetic layer and the attractive force. It is a graph which shows the relationship with a rate.

以下、本発明の実施の形態に係るインダクタ用線材1について、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係るインダクタ用線材1の構成を概略的に示す断面図である。   Hereinafter, an inductor wire 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an inductor wire 1 according to a first embodiment of the present invention.

インダクタ用線材1は、線材の芯である導電体2と、この導電体2の外側を覆う磁性体層3と、この磁性体層3のさらに外周を覆う絶縁層4とで構成されている。   The inductor wire 1 includes a conductor 2 that is a core of the wire, a magnetic layer 3 that covers the outside of the conductor 2, and an insulating layer 4 that covers the outer periphery of the magnetic layer 3.

導電体2は、その断面形状が円形をなしており、素材として導電性を有する銅が使用されている。   The conductor 2 has a circular cross-sectional shape, and copper having conductivity is used as a material.

磁性体層3は、導電性を有するものであり、数μmオーダーの厚みに形成されており、例えば0より大きく3.0μm以下の厚みで形成されている。この磁性体層3は、導電体2の外周の全体を均一に覆う態様でめっきなどによって形成されている。磁性体層3の材料としては、Feを重量比10%以上含む2元素以上の合金によって形成されている。また、好ましくは、Fe−50Ni合金、Fe−80Ni合金によって形成されている。   The magnetic layer 3 has conductivity and is formed to a thickness on the order of several μm, for example, a thickness greater than 0 and not greater than 3.0 μm. The magnetic layer 3 is formed by plating or the like so as to uniformly cover the entire outer periphery of the conductor 2. The material of the magnetic layer 3 is formed of an alloy of two elements or more containing Fe of 10% or more by weight. Moreover, it is preferably formed of an Fe-50Ni alloy or an Fe-80Ni alloy.

絶縁層4は、例えば、エナメル絶縁層であり、その層の厚みは約35μmに形成されている。   The insulating layer 4 is an enamel insulating layer, for example, and has a thickness of about 35 μm.

また、インダクタ用線材は、図2に示すように、平角線で構成することもできる。   Further, the inductor wire can be formed of a flat wire as shown in FIG.

図2(A)に示すインダクタ用線材11は、線材の芯である導電体12の断面形状が矩形状であり、その4辺の外側の全体を覆うように磁性体層13が形成されている。また、この磁性体層13の外側には、磁性体層13の外側の全体を覆うように絶縁層14が形成されている。このような平角線は、コアに巻き付ける際に隣接する線材の間に隙間が生じないようにすることができる点で優れている。   In the inductor wire 11 shown in FIG. 2A, the conductor 12 that is the core of the wire has a rectangular cross-sectional shape, and the magnetic layer 13 is formed so as to cover the entire outside of the four sides. . Further, an insulating layer 14 is formed outside the magnetic layer 13 so as to cover the entire outside of the magnetic layer 13. Such a flat wire is excellent in that a gap is not generated between adjacent wires when the wire is wound around the core.

また、図2(B)に示すインダクタ用線材21は、断面矩形状の導電体22の下辺の下側にのみ磁性体層23を形成したものである。そして、これらの外側を覆うように絶縁層24が形成されている。   In addition, an inductor wire 21 shown in FIG. 2B is obtained by forming a magnetic layer 23 only on the lower side of the lower side of the conductor 22 having a rectangular cross section. And the insulating layer 24 is formed so that these outer sides may be covered.

次に、本実施の形態に係るインダクタ用線材1を用いたインダクタの実験について、図3〜図14を用いて説明する。本事例は、インダクタ用線材1の磁性体層の材質および膜厚を変えたときのインダクタのインダクタンス変化を実験によって検証したものである。   Next, an experiment of an inductor using the inductor wire 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In this example, the inductance change of the inductor when the material and film thickness of the magnetic layer of the inductor wire 1 are changed is verified by experiment.

従来、このようなインダクタンス用線材としては、導電体の外側に絶縁層のみを有するものが使用されていた。また、磁性体層をめっきすることで高周波帯域でインダクタンスLsが増加する点については知られているが、線材の抵抗値Rsとの関係は知られていない。これに対し、今回の実験では、線材のインダクタンスLsと抵抗値Rsとを、磁性体層の材質および厚みの観点から測定した結果、これらの関係に最適値があることが判明した。   Conventionally, as such an inductance wire, one having only an insulating layer outside the conductor has been used. Further, it is known that the inductance Ls increases in the high frequency band by plating the magnetic layer, but the relationship with the resistance value Rs of the wire is not known. On the other hand, in this experiment, as a result of measuring the inductance Ls and the resistance value Rs of the wire from the viewpoint of the material and thickness of the magnetic layer, it was found that there is an optimum value for these relationships.

この実験では、インダクタ用線材として、以下の3種類を実験している。
(A)インダクタ用線材1A(線径φ0.5)
導電体:主に銅
磁性体層:Feを主とする合金
磁性体層の外側に絶縁層エナメル(35μm)
(B)インダクタ用線材1B(線径φ0.5)
導電体:主に銅
磁性体層:Fe−50Ni 熱処理あり
磁性体層の外側に絶縁層エナメル(35μm)
(C)インダクタ用線材1C(線径φ0.5)
導電体:主に銅
磁性体層:Fe−80Ni 熱処理なし
磁性体層の外側に絶縁層エナメル(35μm)
In this experiment, the following three types of wires are tested as inductor wires.
(A) Inductor wire 1A (wire diameter φ0.5)
Conductor: mainly copper
Magnetic layer: Fe-based alloy
Insulating layer enamel (35μm) outside the magnetic layer
(B) Inductor wire 1B (wire diameter φ0.5)
Conductor: mainly copper
Magnetic layer: Fe-50Ni with heat treatment
Insulating layer enamel (35μm) outside the magnetic layer
(C) Inductor wire 1C (wire diameter φ0.5)
Conductor: mainly copper
Magnetic layer: Fe-80Ni No heat treatment
Insulating layer enamel (35μm) outside the magnetic layer

なお、以下の説明で、符号に付されたA,B,Cの添字は、それぞれ、上記(A)(B)(C)のインダクタ用線材に対応するものとする。   In the following description, the subscripts A, B, and C attached to the reference numerals correspond to the inductor wires (A), (B), and (C), respectively.

このインダクタ用線材1A、1B、1Cのそれぞれの初透磁率は、比透磁率で、100、2000、500である。   The initial permeability of each of the inductor wires 1A, 1B, and 1C is 100, 2000, and 500 as relative permeability.

また、インダクタ用線材1A、1B、1Cのそれぞれの飽和磁束密度(T)は、2.0(T)、1.5(T)、0.75(T)である。   The saturation magnetic flux densities (T) of the inductor wires 1A, 1B, and 1C are 2.0 (T), 1.5 (T), and 0.75 (T), respectively.

本実験で使用する空芯コイル30Aは、図3に示すように、インダクタ用線材1Aを円筒形に巻き、円筒の中に何も入れていないものである。この空芯コイル30Aの直径はφ6mm、巻数は17ターンである。   As shown in FIG. 3, the air-core coil 30 </ b> A used in this experiment is formed by winding an inductor wire 1 </ b> A in a cylindrical shape and nothing is put in the cylinder. The air-core coil 30A has a diameter of 6 mm and a winding number of 17 turns.

同様に、空芯コイル30B、30Cも線材(磁性体層の材質)が異なるのみで、その基本構成は同じである。   Similarly, the air-core coils 30B and 30C also have the same basic configuration except that the wire material (material of the magnetic layer) is different.

このような構成で、まず、めっき厚を3μmにしたときの、使用帯域の周波数とインダクタンスとの関係について実験した。   With such a configuration, an experiment was first conducted on the relationship between the frequency of the band used and the inductance when the plating thickness was 3 μm.

図4は、空芯コイルの周波数とインダクタンスとの関係を示すグラフ図、図5は、空芯コイルの周波数とインダクタンス変化率との関係を示すグラフ図である。なお、これらの図において、符号40Aは、インダクタ用線材1A(めっき厚3μm)を用いた空芯コイル30Aでの測定値、符号40Bは、空芯コイル30Bでの測定値、符号40Cは、空芯コイル30Cでの測定値を示す。また、符号41は、磁性体層を設けない線材で構成した空芯コイルでの測定値を示す(なお、図5において符号41の測定値は、変化率がどの周波数でも0%になるため省略する)。   FIG. 4 is a graph showing the relationship between the frequency of the air-core coil and the inductance, and FIG. 5 is a graph showing the relationship between the frequency of the air-core coil and the inductance change rate. In these drawings, reference numeral 40A denotes a measured value with the air core coil 30A using the inductor wire 1A (plating thickness 3 μm), reference numeral 40B denotes a measured value with the air core coil 30B, and reference numeral 40C denotes an empty wire. The measured value in the core coil 30C is shown. Reference numeral 41 indicates a measurement value with an air-core coil formed of a wire without a magnetic layer (note that the measurement value of reference numeral 41 in FIG. 5 is omitted because the rate of change is 0% at any frequency). To do).

図4および図5に示す実験結果から、以下のことが判断できる。   From the experimental results shown in FIGS. 4 and 5, the following can be determined.

(イ)インダクタ用線材1A、1B、1Cを用いた空芯コイル30A、30B、30C(符号40A、40B、40C)は、図4に示すように、周波数帯域0.01kHz〜10000kHzの全範囲において、磁性体層を設けていない線材(符号41)よりもインダクタンスが高い値となる。これにより、導電体2の表層にFeを重量比10%以上含む2元素以上の合金からなる磁性体層3を設けることで、インダクタ用線材1A、1B、1Cは、インダクタンスがUPすると判断できる。   (A) The air-core coils 30A, 30B, 30C (reference numerals 40A, 40B, 40C) using the inductor wires 1A, 1B, 1C are shown in FIG. 4 in the entire frequency band of 0.01 kHz to 10000 kHz. The inductance is higher than that of the wire (reference numeral 41) not provided with the magnetic layer. Accordingly, it is possible to determine that the inductance of the inductor wires 1A, 1B, and 1C is increased by providing the magnetic layer 3 made of an alloy of two or more elements containing Fe in a weight ratio of 10% or more on the surface layer of the conductor 2.

特に、Fe−50Ni合金を設けた線材1B(空芯コイル40B、符号40Bで示す)が上述の全周波数帯域で最も高い値(例えば、周波数1000kHzでは、符号41と比べて約2倍のインダクタンスを得られる)になることが分かった。   In particular, the wire 1B provided with an Fe-50Ni alloy (air-core coil 40B, indicated by reference numeral 40B) has the highest value in the above-described all frequency bands (for example, at a frequency of 1000 kHz, the inductance is approximately twice that of reference numeral 41). It was found that

また、Fe−80Ni合金を設けた線材1C(空芯コイル40C、符号40Cで示す)においても、例えば周波数1000kHzでは、符号41と比べて約1.7倍のインダクタンスを得られている。   Also, in the wire 1C provided with the Fe-80Ni alloy (air core coil 40C, indicated by reference numeral 40C), for example, at a frequency of 1000 kHz, an inductance approximately 1.7 times that of the reference numeral 41 is obtained.

(ロ)インダクタ用線材1A、1B、1Cを用いた空芯コイル30A、30B、30C(符号40A、40B、40C)は、図5に示すように、周波数帯域0.01kHz〜10000kHzの全範囲において、インダクタンス変化率(磁性体層を設けていない線材を使用した空芯コイルに対する変化率をいう)が向上する。   (B) Air core coils 30A, 30B, and 30C (reference numerals 40A, 40B, and 40C) using inductor wires 1A, 1B, and 1C are shown in FIG. 5 in the entire frequency band of 0.01 kHz to 10,000 kHz. Inductance change rate (referring to change rate with respect to an air-core coil using a wire without a magnetic layer) is improved.

特に、空芯コイル30A、30B、30Cのいずれも、1000kHz以上の周波数帯域で、1000kHz以下の帯域よりもインダクタンス変化率がUPすることが分かった。このことから、高い周波数帯域では、磁性体層を設けることで高いインダスタンスを得ることができると判断できる。   In particular, it has been found that the air core coils 30A, 30B, and 30C all have a higher inductance change rate in a frequency band of 1000 kHz or more than in a band of 1000 kHz or less. From this, it can be determined that high inductance can be obtained by providing a magnetic layer in a high frequency band.

次に、上述した空芯コイル30A、30B、30Cにおいて、磁性体層3の膜厚(めっき厚)を1.0μm、3.0μm、5.0μmに変えた場合のインダクタンス変化および抵抗値変化を測定した。このとき、インダクタンスおよび抵抗値の変化は、周波数帯域によって異なるため、周波数を0.01kHz、0.1kHz、1kHz、2kHz、10kHz、20kHz、100kHz、1000kHz、5000kHzの値でそれぞれ測定した。なお、電流値は、5A/mmである。Next, in the air-core coils 30A, 30B, and 30C described above, the inductance change and resistance value change when the film thickness (plating thickness) of the magnetic layer 3 is changed to 1.0 μm, 3.0 μm, and 5.0 μm. It was measured. At this time, since changes in inductance and resistance values differ depending on the frequency band, the frequencies were measured at values of 0.01 kHz, 0.1 kHz, 1 kHz, 2 kHz, 10 kHz, 20 kHz, 100 kHz, 1000 kHz, and 5000 kHz. The current value is 5 A / mm 2 .

そして、これらの測定値から、それぞれのQ値を計算した。   And each Q value was computed from these measured values.

図6〜図8は、空芯コイル30Aにおける、めっき厚に対するインダクタンス、抵抗値、およびQ値の関係をそれぞれ示したものである。なお、図6〜図8(図9〜図14も同じ)では、上述した各周波数ごとにデータを測定して、この周波数毎に折れ線グラフを作成している(グラフの下側にその周波数の区別を示す)。   6 to 8 show the relationship between the inductance, the resistance value, and the Q value with respect to the plating thickness in the air-core coil 30A, respectively. 6 to 8 (the same applies to FIGS. 9 to 14), data is measured for each frequency described above, and a line graph is created for each frequency (the frequency is shown below the graph). Show the distinction).

図6のグラフからは、全ての周波数帯域において、めっき厚を1.0μmから3.0μmまで増加させると、インダクタンスLsは増加することが分かる。   From the graph of FIG. 6, it can be seen that the inductance Ls increases when the plating thickness is increased from 1.0 μm to 3.0 μm in all frequency bands.

しかしながら、抵抗値Rについては、図7に示すように、周波数帯域が5000kHzの場合において、めっき厚が1.0μmから2.0μmまで増加するに従い抵抗値Rが減少するが、めっき厚が2.0μmから3.0μmまで増加するに従い抵抗値Rが増加することが分かった。また、図8に示すように、Q値についても、めっき厚が1.0μmから2.0μmまで増加するに従いQ値が増加するが、めっき厚が2.0μmから3.0μmまで増加するに従いQ値が減少することが分かった。すなわち、Q値が減少する部分においては、インダクタンスLsの増加分よりも抵抗値Rの増加分が大きいため、Q値が減少したものである。   However, with respect to the resistance value R, as shown in FIG. 7, when the frequency band is 5000 kHz, the resistance value R decreases as the plating thickness increases from 1.0 μm to 2.0 μm. It was found that the resistance value R increases as the value increases from 0 μm to 3.0 μm. As shown in FIG. 8, the Q value increases as the plating thickness increases from 1.0 μm to 2.0 μm, but the Q value increases as the plating thickness increases from 2.0 μm to 3.0 μm. It was found that the value decreased. That is, in the portion where the Q value decreases, the increase in the resistance value R is larger than the increase in the inductance Ls, and thus the Q value decreases.

このことから、空芯コイル30AのQ値を高めるには、まず、その空芯コイル30Aが使用される周波数帯域において、抵抗値Rsがめっきをしない場合に対して所定量減少するめっき厚とするとよい。さらに、抵抗値Rsが最小値(あるいは極小値)周辺となるめっき厚とするとなおよい。   From this, in order to increase the Q value of the air-core coil 30A, first, in the frequency band in which the air-core coil 30A is used, the resistance value Rs is set to a plating thickness that decreases by a predetermined amount compared to the case where plating is not performed. Good. Furthermore, it is more preferable that the plating thickness is such that the resistance value Rs is around the minimum value (or the minimum value).

また、周波数帯域によって区別すると、5000kHzまたはそれ以上の周波数帯域で使用する空芯コイル30Aの場合には、めっき厚を約2.0μm(1μmよりも大きく3μmよりも小さい)にすることがよいことがわかる。   In addition, in the case of the air-core coil 30A used in the frequency band of 5000 kHz or higher, it is preferable that the plating thickness is about 2.0 μm (greater than 1 μm and smaller than 3 μm). I understand.

図9〜図11は、空芯コイル30Cにおける、めっき厚に対するインダクタンス、抵抗値、およびQ値の関係をそれぞれ示したものである。   9 to 11 show the relationship between the inductance, the resistance value, and the Q value with respect to the plating thickness in the air-core coil 30C, respectively.

図9のグラフからは、全ての周波数帯域において、めっき厚を1.0μmから3.0μmまで増加させると、インダクタンスLsは増加することが分かる。   From the graph of FIG. 9, it can be seen that the inductance Ls increases when the plating thickness is increased from 1.0 μm to 3.0 μm in all frequency bands.

しかしながら、抵抗値Rについては、図10に示すように、周波数帯域が1000kHzの場合において、めっき厚が1.0μmから2.0μmまで増加するに従い抵抗値Rが減少するが、めっき厚が2.0μmから3.0μmまで増加するに従い抵抗値Rが増加することが分かった。また、図11に示すように、Q値についても、めっき厚が1.0μmから2.0μmまで増加するに従いQ値が増加するが、めっき厚が2.0μmから3.0μmまで増加するに従いQ値が減少することが分かった。すなわち、Q値が減少する部分においては、インダクタンスLsの増加分よりも抵抗値Rの増加分が大きいため、Q値が減少したものである。   However, with respect to the resistance value R, as shown in FIG. 10, when the frequency band is 1000 kHz, the resistance value R decreases as the plating thickness increases from 1.0 μm to 2.0 μm. It was found that the resistance value R increases as the value increases from 0 μm to 3.0 μm. As shown in FIG. 11, the Q value increases as the plating thickness increases from 1.0 μm to 2.0 μm, but the Q value increases as the plating thickness increases from 2.0 μm to 3.0 μm. It was found that the value decreased. That is, in the portion where the Q value decreases, the increase in the resistance value R is larger than the increase in the inductance Ls, and thus the Q value decreases.

同様に、周波数帯域が5000kHzの場合において同様の見方をすると、図11に示すように、Q値についても、めっき厚が0μm(0μmを含まず)から1.0μmまで増加するに従いQ値が増加するが、めっき厚が1.0μmから2.0μmまで増加するに従いQ値が減少することが分かった。   Similarly, if the same view is taken when the frequency band is 5000 kHz, as shown in FIG. 11, the Q value increases as the plating thickness increases from 0 μm (not including 0 μm) to 1.0 μm as shown in FIG. However, it was found that the Q value decreased as the plating thickness increased from 1.0 μm to 2.0 μm.

このことから、空芯コイル30CのQ値を高める場合には、まず、周波数帯域によって区別する必要があることが分かる。すなわち、1000kHz(100kHzよりも大きく5000kHzよりも小さい)の周波数帯域で使用する空芯コイル30Cの場合には、めっき厚を約2.0μm(1μmよりも大きく3μmよりも小さい)にすることがよい。また、5000kHzまたはそれ以上の帯域で使用する空芯コイル30Cの場合には、めっき厚を1μm(0μmよりも大きく2μmよりも小さい)にすることがよいことがわかる。   From this, it can be seen that when the Q value of the air-core coil 30C is increased, it is first necessary to distinguish between the frequency bands. That is, in the case of the air-core coil 30C used in the frequency band of 1000 kHz (greater than 100 kHz and smaller than 5000 kHz), the plating thickness should be about 2.0 μm (greater than 1 μm and smaller than 3 μm). . In addition, in the case of the air-core coil 30C used in a band of 5000 kHz or higher, it can be seen that the plating thickness should be 1 μm (greater than 0 μm and smaller than 2 μm).

さらには、上述した1000kHzおよび5000kHzの測定結果から、使用周波数帯域が大きくなるに従って磁性体層3の厚みを薄くしていくことにより、Q値を最大化(最適化)することができることがわかる。また、今回の測定結果では1000kHz以下の帯域でQ値の最大値が現れていないが、上述した周波数帯域の大きさと磁性体層3の厚みとの関係が成立するものと推定される。   Furthermore, the measurement results of 1000 kHz and 5000 kHz described above show that the Q value can be maximized (optimized) by reducing the thickness of the magnetic layer 3 as the operating frequency band increases. Moreover, although the maximum value of Q does not appear in the band of 1000 kHz or less in the measurement result this time, it is estimated that the above-described relationship between the size of the frequency band and the thickness of the magnetic layer 3 is established.

図12〜図14は、空芯コイル30Bにおける、めっき厚に対するインダクタンス、抵抗値、およびQ値の関係をそれぞれ示したものである。   12 to 14 show the relationship between the inductance, the resistance value, and the Q value with respect to the plating thickness in the air-core coil 30B, respectively.

図12のグラフからは、全ての周波数帯域において、めっき厚を1.0μmから3.0μmまで増加させると、インダクタンスLsは増加することが分かる。   From the graph of FIG. 12, it can be seen that the inductance Ls increases when the plating thickness is increased from 1.0 μm to 3.0 μm in all frequency bands.

しかしながら、抵抗値Rについては、図13に示すように、周波数帯域が1000kHzの場合(○印でプロットしているデータ)において、めっき厚が1.0μmから2.0μmまで増加するに従い抵抗値Rが微増するが、めっき厚が2.0μmから3.0μmまで増加するに従い抵抗値Rが増加することが分かった。また、図14に示すように、Q値についても、めっき厚が1.0μmから2.0μmまで増加するに従いQ値が増加するが、めっき厚が2.0μmから3.0μmまで増加するに従いQ値が減少することが分かった。すなわち、Q値が減少する部分においては、インダクタンスLsの増加分よりも抵抗値Rの増加分が大きいため、Q値が減少したものである。   However, with respect to the resistance value R, as shown in FIG. 13, when the frequency band is 1000 kHz (data plotted with a circle), the resistance value R increases as the plating thickness increases from 1.0 μm to 2.0 μm. However, the resistance value R increases as the plating thickness increases from 2.0 μm to 3.0 μm. Further, as shown in FIG. 14, the Q value increases as the plating thickness increases from 1.0 μm to 2.0 μm, but the Q value increases as the plating thickness increases from 2.0 μm to 3.0 μm. It was found that the value decreased. That is, in the portion where the Q value decreases, the increase in the resistance value R is larger than the increase in the inductance Ls, and thus the Q value decreases.

同様に、周波数帯域が5000kHzの場合において同様の見方をすると、図14に示すように、Q値についても、めっき厚が0μm(0μmを含まず)から1.0μmまで増加するに従いQ値が増加するが、めっき厚が1.0μmから2.0μmまで増加するに従いQ値が減少することが分かった。   Similarly, if the same view is taken when the frequency band is 5000 kHz, as shown in FIG. 14, the Q value increases as the plating thickness increases from 0 μm (not including 0 μm) to 1.0 μm. However, it was found that the Q value decreased as the plating thickness increased from 1.0 μm to 2.0 μm.

このことから、空芯コイル30BのQ値を高める場合には、まず、周波数帯域によって区別する必要があることが分かる。すなわち、1000kHz(100kHzよりも大きく5000kHzよりも小さい)の周波数帯域で使用する空芯コイル30Bの場合には、めっき厚を約2.0μm(1μmよりも大きく3μmよりも小さい)にすることがよい。また、5000kHzまたはそれ以上の帯域で使用する空芯コイル30Bの場合には、めっき厚を1μm(0μmよりも大きく2μmよりも小さい)にすることがよいことがわかる。   From this, it can be seen that when the Q value of the air-core coil 30B is increased, it is first necessary to distinguish between the frequency bands. That is, in the case of the air-core coil 30B used in the frequency band of 1000 kHz (greater than 100 kHz and smaller than 5000 kHz), the plating thickness should be about 2.0 μm (greater than 1 μm and smaller than 3 μm). . In addition, in the case of the air-core coil 30B used in a band of 5000 kHz or higher, it can be seen that the plating thickness should be 1 μm (greater than 0 μm and smaller than 2 μm).

さらには、上述した1000kHzおよび5000kHzの測定結果から、使用周波数帯域が大きくなるに従って磁性体層3の厚みを薄くしていくことにより、Q値を最大化(最適化)することができることが判断できる。また、今回の測定結果では1000kHz以下の帯域でQ値の最大値が現れていないが、上述した周波数帯域の大きさと磁性体層3の厚みとの関係が成立するものと推定される。   Furthermore, from the measurement results of 1000 kHz and 5000 kHz described above, it can be determined that the Q value can be maximized (optimized) by reducing the thickness of the magnetic layer 3 as the operating frequency band increases. . Moreover, although the maximum value of Q does not appear in the band of 1000 kHz or less in the measurement result this time, it is estimated that the above-described relationship between the size of the frequency band and the thickness of the magnetic layer 3 is established.

また、比透磁率に着目してみると、図8及び図11の結果から、比透磁率が100〜500の場合、めっき厚が0より大きく3.0μm以下、好ましくは0.5μm以上3.0μm以下であると、周波数帯域が0.01〜1000kHz以下で良好なQ値が得られることがわかる。また、同範囲の比透磁率において、めっき厚が0より大きく2.0μm以下、好ましくは0.5μm以上2.0μm以下であると、周波数帯域が0.01〜5000kHz以下で良好なQ値が得られることがわかる。   Further, focusing attention on the relative magnetic permeability, from the results of FIGS. 8 and 11, when the relative magnetic permeability is 100 to 500, the plating thickness is larger than 0 and not larger than 3.0 μm, preferably not smaller than 0.5 μm. It can be seen that a good Q value can be obtained when the frequency band is 0.01 to 1000 kHz or less when it is 0 μm or less. Moreover, in the relative permeability in the same range, when the plating thickness is larger than 0 and 2.0 μm or less, preferably 0.5 μm or more and 2.0 μm or less, the frequency band is 0.01 to 5000 kHz and a good Q value is obtained. It turns out that it is obtained.

比透磁率が500〜2000の場合には、めっき厚が0より大きく2.5μm以下、好ましくは0.5μm以上2.0μm以下であると、周波数帯域が0.01〜1000kHz以下で良好なQ値が得られることがわかる(図11、図14)。また、同範囲の比透磁率において、めっき厚が0より大きく2.0μm以下、好ましくは0.5μm以上2.0μm以下であると、周波数帯域が0.01〜1000kHz以下で良好なQ値が得られることがわかる。さらに、同範囲の比透磁率において、めっき厚が0.5〜1.5μmであると、周波数帯域が0.01〜5000kHz以下で良好なQ値が得られることがわかる。   When the relative permeability is 500 to 2000, when the plating thickness is greater than 0 and 2.5 μm or less, preferably 0.5 μm or more and 2.0 μm or less, the frequency band is 0.01 to 1000 kHz or less, and good Q It can be seen that values are obtained (FIGS. 11 and 14). Moreover, in the relative permeability in the same range, when the plating thickness is larger than 0 and 2.0 μm or less, preferably 0.5 μm or more and 2.0 μm or less, a good Q value is obtained when the frequency band is 0.01 to 1000 kHz or less. It turns out that it is obtained. Furthermore, it can be seen that when the plating thickness is 0.5 to 1.5 μm within the same range of relative permeability, a good Q value can be obtained at a frequency band of 0.01 to 5000 kHz or less.

本発明の実施の形態に係るインダクタ用線材によれば、インダクタのコイル30A、30B、30Cに使用されるインダクタ用線材1(11、21)であって、導電体2(12、22)の表層に厚みが0より大きく3.0μm以下の磁性体層3(13、23)を設けているので、磁性体層3(13、23)を設けていない線材と比較して、コイル30A、30B、30CのインダクタンスLsを向上させると共に抵抗値Rを下げ、Q値を高めることができる。   According to the inductor wire according to the embodiment of the present invention, it is the inductor wire 1 (11, 21) used for the inductor coils 30A, 30B, 30C, and the surface layer of the conductor 2 (12, 22). Since the magnetic layer 3 (13, 23) having a thickness greater than 0 and 3.0 μm or less is provided on the coil 30A, the coils 30A, 30B, The inductance Ls of 30C can be improved, the resistance value R can be decreased, and the Q value can be increased.

また、磁性体層3(13、23)は、Feを重量比10%以上含む2元素以上の合金、とりわけFe−50Ni合金、或いは、Fe−80Ni合金であるので、磁性体層3(13、23)をめっきなどによって容易に形成することができる。   Further, since the magnetic layer 3 (13, 23) is an alloy of two or more elements including Fe in a weight ratio of 10% or more, particularly an Fe-50Ni alloy or an Fe-80Ni alloy, the magnetic layer 3 (13, 23) 23) can be easily formed by plating or the like.

一方、Fe−50Ni合金またはFe−80Ni合金の磁性体層3(13、23)の厚みを、使用周波数帯域が大きくなるに従って薄くしているので、インダクタンスLsの増加と、抵抗Rの増加または減少を考慮した高いQ値を実現することができる。すなわち、最適なQ値を実現することができる。   On the other hand, since the thickness of the magnetic layer 3 (13, 23) of the Fe-50Ni alloy or the Fe-80Ni alloy is reduced as the operating frequency band increases, the inductance Ls increases and the resistance R increases or decreases. A high Q value in consideration of That is, an optimum Q value can be realized.

また、Feを重量比10%以上含む2元素以上の合金の磁性体層の厚みを、使用周波数帯域が5000kHzまたはそれより大きい場合に、1μmより大きく3μmよりも小さくしているので、インダクタンスLsの増加と、抵抗Rの増加または減少を考慮した高いQ値を実現させることができる。   Further, the thickness of the magnetic material layer of the alloy of two or more elements containing Fe of 10% or more by weight is set to be larger than 1 μm and smaller than 3 μm when the operating frequency band is 5000 kHz or larger. A high Q value in consideration of the increase and the increase or decrease of the resistance R can be realized.

さらに、Fe−50Ni合金またはFe−80Ni合金の磁性体層3(13、23)の厚みを、使用周波数帯域が100kHzよりも大きく5000kHzよりも小さい場合に、1μmより大きく3μmよりも小さくしているので、インダクタンスLsの増加と、抵抗Rの増加または減少を考慮した高いQ値を実現させることができる。   Further, the thickness of the magnetic layer 3 (13, 23) of the Fe-50Ni alloy or the Fe-80Ni alloy is set to be larger than 1 μm and smaller than 3 μm when the operating frequency band is larger than 100 kHz and smaller than 5000 kHz. Therefore, it is possible to realize a high Q value considering the increase of the inductance Ls and the increase or decrease of the resistance R.

さらにまた、Fe−50Ni合金またはFe−80Ni合金の磁性体層3(13、23)の厚みを、使用周波数帯域が5000kHzまたはそれより大きい場合に、0μmより大きく2μmよりも小さくしているので、インダクタンスLsの増加と、抵抗Rの増加または減少を考慮した高いQ値を実現させることができる。   Furthermore, since the thickness of the magnetic layer 3 (13, 23) of the Fe-50Ni alloy or the Fe-80Ni alloy is set to be larger than 0 μm and smaller than 2 μm when the operating frequency band is 5000 kHz or larger, A high Q value in consideration of an increase in inductance Ls and an increase or decrease in resistance R can be realized.

また、図6〜14を、比透磁率の値からみると、比透磁率が100〜2000程度の範囲において、めっき厚を0.5〜3.0μmとすることによって、100kHz〜5000kHz程度、とりわけ100kHz〜1000kHz程度の周波数帯で良好なQ値を有するインダクタを得ることができることがわかる。   Moreover, when FIGS. 6-14 is seen from the value of a relative magnetic permeability, when the relative magnetic permeability is in the range of about 100 to 2000, by setting the plating thickness to 0.5 to 3.0 μm, about 100 kHz to 5000 kHz, especially It can be seen that an inductor having a good Q value can be obtained in a frequency band of about 100 kHz to 1000 kHz.

そして、上記比透磁率の範囲内では、この値を低め(100〜500程度)にすることによって、Q値の増加率は低めだが、0.5〜2.5μm程度の比較的広いめっき厚の範囲において、5000kHz程度までの周波数でQ値が高いインダクタ用線材を得ることができる。   And within the range of the relative magnetic permeability, by lowering this value (about 100 to 500), the rate of increase in Q value is low, but a relatively wide plating thickness of about 0.5 to 2.5 μm. In the range, an inductor wire having a high Q value at a frequency of up to about 5000 kHz can be obtained.

また、この値を高め(500〜2000程度)にすると、0.5〜1.5μmのめっき厚の範囲では5000kHz程度までの周波数において非常に高いQ値を得ることができる。そして、周波数帯が1000kHz程度までにすれば、0.5〜3.0μmのめっき厚でさらに高いQ値を得ることができる。   Further, when this value is increased (about 500 to 2000), a very high Q value can be obtained at a frequency up to about 5000 kHz in a plating thickness range of 0.5 to 1.5 μm. If the frequency band is about 1000 kHz, a higher Q value can be obtained with a plating thickness of 0.5 to 3.0 μm.

これらの場合において、磁性体層3(13)は、導電体2(12)と絶縁層4(14)との間に設けるようにしているので、銅を材料とする導電体2(12)にめっきで容易に磁性体層3(13)を形成することができる。   In these cases, the magnetic layer 3 (13) is provided between the conductor 2 (12) and the insulating layer 4 (14), so that the conductor 2 (12) made of copper is used as the material. The magnetic layer 3 (13) can be easily formed by plating.

また、上述したインダクタ用線材1、11、21を用いてインダクタを製造することにより、インダクタンスLsの増加と、抵抗Rの増加または減少を考慮した高いQ値を実現させたインダクタを得ることができる。   In addition, by manufacturing an inductor using the above-described inductor wires 1, 11, and 21, it is possible to obtain an inductor that realizes a high Q value in consideration of an increase in inductance Ls and an increase or decrease in resistance R. .

以上、本発明の実施の形態に係るインダクタ用線材1(11、21)について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。   As described above, the inductor wire 1 (11, 21) according to the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various types of wires are based on the technical idea of the present invention. Variations and changes are possible.

例えば、本実施の形態における空芯コイル30A、30B、30Cの実験例では、1つの空芯コイルを用いてデータを測定しているが、その応用例として、図15に示すように、例えばトランスなどのように、2つの空芯コイル50(受信コイル50A、発信コイル50B)を用いて伝送される電力をUPさせることができる。   For example, in the experimental example of the air-core coils 30A, 30B, and 30C in the present embodiment, data is measured using one air-core coil. As an application example thereof, as shown in FIG. As described above, the power transmitted using the two air-core coils 50 (the receiving coil 50A and the transmitting coil 50B) can be increased.

発信コイル50Bに電圧Eを加えたとき、
受信コイル50Aに流れる電流I
=E×jwM/((R+jwL)(R+jwL)+(wM)
:発信コイル50Bのインダクタンス
:発信コイル50Bの抵抗(直流抵抗と交流抵抗の和)
:受信コイル50Aのインダクタンス
:受信コイル50Aの抵抗(直流抵抗と交流抵抗の和)
w:コイル50Bに流れる電流の角周波数
M:LとLの相互インダクタンス
When voltage E is applied to transmitter coil 50B,
The current I 2 flowing through the receiving coil 50A is I 2 = E × jwM / ((R 1 + jwL 1 ) (R 2 + jwL 2 ) + (wM) 2 )
L 1 : Inductance of the transmission coil 50B
R 1 : Resistance of transmitting coil 50B (sum of DC resistance and AC resistance)
L 2 : Inductance of the receiving coil 50A
R 2 : Resistance of receiving coil 50A (sum of DC resistance and AC resistance)
w: Angular frequency of current flowing in coil 50B
M: Mutual inductance of L 1 and L 2

受信コイル50Aの起電力E
=−jwM
よって伝送電力Wは
W=E=(wM)/((R+jwL)(R+jwL)+(wM)
=wL/R=wL/Rであるから
分母の構成要素は
(R+jwL)(R+jwL
=(1/wQ+jL/wL)(1/wQ+jL/wL
で表される。
The electromotive force E 2 of the receiving coil 50A is E 2 = −jwM
Therefore, the transmission power W is W = E 2 I 2 = (wM) 2 / ((R 1 + jwL 1 ) (R 2 + jwL 2 ) + (wM) 2 )
Since Q 1 = wL 1 / R 1 Q 2 = wL 2 / R 2 , the denominator component is (R 1 + jwL 1 ) (R 2 + jwL 2 )
= (1 / wQ 1 L 2 + jL 1 / wL 2 ) (1 / wQ 2 L 1 + jL 2 / wL 1 )
It is represented by

すなわち、上述の式のQ値(Q,Q)がUPすることにより、伝送される電力WをUPさせることができる。That is, the transmitted power W can be increased by increasing the Q values (Q 1 , Q 2 ) in the above formula.

なお、前述実施例は一例であり、その他、アンテナコイルや電磁誘導や磁気共鳴を利用した信号や電力伝送コイルに適用することも可能であり、効率のよい信号、電力伝送を可能にする。   The above-described embodiment is merely an example, and can also be applied to a signal or power transmission coil using an antenna coil, electromagnetic induction or magnetic resonance, and enables efficient signal and power transmission.

上記第1実施形態では、磁性体層3(13、23)がFe金属を所定量含む合金からなるものを例に挙げた。これに加えて、本発明者は、磁性体層がFe単体からなる場合にも、電磁石用線材に磁性体層を設けない場合と比較して吸引力をUPさせることができることを見出した。   In the first embodiment, the magnetic layer 3 (13, 23) is made of an alloy containing a predetermined amount of Fe metal. In addition to this, the present inventor has found that even when the magnetic layer is made of Fe alone, the attractive force can be increased as compared with the case where the magnetic layer is not provided on the electromagnet wire.

図7は、本発明の第2の実施の形態に係る電磁石用線材の構成を概略的に示す断面図である。尚、本実施形態に係る電磁石用線材の構成は、第1の実施形態に係る電磁石用線材と基本的に同じであるので、以下に異なる部分を説明する。   FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of an electromagnet wire according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the electromagnet wire according to the present embodiment is basically the same as that of the electromagnet wire according to the first embodiment, and therefore different parts will be described below.

電磁石用線材161は、線材の芯である導電体162と、導電体162の外側を覆う磁性体層163と、この磁性体層163の外周を覆う金属層164と、この金属層164のさらに外周を覆う絶縁層165とで構成されている。すなわち磁性体層163は、導電体162と金属層164との間に設けられている。本実施形態では、電磁石用線材161の線径は例えばφ0.5である。   The electromagnet wire 161 includes a conductor 162 that is a core of the wire, a magnetic layer 163 that covers the outside of the conductor 162, a metal layer 164 that covers the outer periphery of the magnetic layer 163, and a further outer periphery of the metal layer 164. And an insulating layer 165 covering the surface. That is, the magnetic layer 163 is provided between the conductor 162 and the metal layer 164. In the present embodiment, the wire diameter of the electromagnet wire 161 is, for example, φ0.5.

磁性体層163は、磁性体層がFe(一元素)からなる膜で形成されている。磁性体層の膜厚は、0μmよりも大きく3.0μm以下であり、好ましくは1.5μm以上3.0μm以下である。金属層164は、数μmオーダーの厚みに形成されており、例えばNiからなる。   The magnetic layer 163 is formed of a film made of Fe (one element). The thickness of the magnetic layer is greater than 0 μm and not greater than 3.0 μm, and preferably not less than 1.5 μm and not greater than 3.0 μm. The metal layer 164 is formed to a thickness of the order of several μm and is made of, for example, Ni.

図17(A)及び図17(B)は、インダクタ用線材を用いたコイルの断面図である。本実施形態における空心コイル170aは、図17(A)に示すように、Feからなる磁性体層(厚さ3μm)が形成されたインダクタ用線材161を円筒形に巻き、円筒の中に何も入れていないものである。この空心コイル170aの直径はφ25mm、巻数は150ターンである。また、この空心コイル170の円筒内に、断面略コの字型のフェライト製心材171におけるコア172が配設されたコイル170bを、図17(B)に示す。   FIG. 17A and FIG. 17B are cross-sectional views of a coil using the inductor wire. As shown in FIG. 17A, the air-core coil 170a in this embodiment is formed by winding an inductor wire 161 on which a magnetic layer (thickness 3 μm) made of Fe is formed into a cylindrical shape, and nothing is contained in the cylinder. It is not included. This air-core coil 170a has a diameter of 25 mm and a winding number of 150 turns. FIG. 17B shows a coil 170b in which a core 172 of a ferrite core material 171 having a substantially U-shaped cross section is disposed in the cylinder of the air core coil 170.

図18(A)及び図18(B)は、それぞれ図17(A)及び図17(B)に示すコイルの周波数とQ値変化率との関係を示す図である。図18(A)のグラフから、空心コイル170aの場合には、周波数約2kHz以上約500kHz以下で、周波数が増加するに従いQ値変化率が増加することが判った。また、周波数100kHzでQ値変化率は約40%増加し、周波数500kHzではQ値変化率が約60%増加することが分かった。   18A and 18B are diagrams showing the relationship between the coil frequency and the Q value change rate shown in FIGS. 17A and 17B, respectively. From the graph of FIG. 18A, it was found that in the case of the air-core coil 170a, the Q value change rate increases as the frequency increases at a frequency of about 2 kHz to about 500 kHz. It was also found that the Q value change rate increased by about 40% at a frequency of 100 kHz, and the Q value change rate increased by about 60% at a frequency of 500 kHz.

また、図18(B)のグラフから、フェライトコアを使用したコイル170bの場合には、周波数約2kHz以上約500kHz以下で、周波数が増加するに従いQ値変化率が増加することが分かった。また、周波数50kHzではQ値変化率が約80%、周波数100kHzでQ値変化率は約97%、周波数500kHzでQ値変化率が約120%増加することが分かった。さらに、周波数約5kHz以上約500kHz以下の範囲では、フェライトコアを使用したコイル170bのQ値は、いずれの周波数においても空心コイルのQ値と比較して2倍以上の値を示すことが分かった。   Further, from the graph of FIG. 18B, it was found that in the case of the coil 170b using the ferrite core, the Q value change rate increases as the frequency increases at a frequency of about 2 kHz to about 500 kHz. Further, it was found that the Q value change rate increased by about 80% at a frequency of 50 kHz, the Q value change rate increased by about 97% at a frequency of 100 kHz, and the Q value change rate increased by about 120% at a frequency of 500 kHz. Furthermore, in the frequency range of about 5 kHz or more and about 500 kHz or less, it was found that the Q value of the coil 170b using the ferrite core showed a value twice or more compared to the Q value of the air-core coil at any frequency. .

本実施形態に係るインダクタ用線材によれば、磁性体層163がFeからなる膜で形成されることにより、磁性体層163を設けない場合と比較して空心コイル170aのQ値を高めることができる。また、フェライトコアを使用したコイル170bの場合、上記周波数帯域において、空心コイル170aのQ値と比較して2倍以上となる高いQ値を実現することができる。   According to the inductor wire according to the present embodiment, the magnetic layer 163 is formed of a film made of Fe, so that the Q value of the air-core coil 170a can be increased as compared with the case where the magnetic layer 163 is not provided. it can. In the case of the coil 170b using a ferrite core, a high Q value that is twice or more compared with the Q value of the air-core coil 170a can be realized in the frequency band.

なお、本実施形態では磁性体層163がFeからなるが、これに限らず、実質的にFeからなるものであってもよい。本構成によっても上記同様の効果を奏することができる。   In the present embodiment, the magnetic layer 163 is made of Fe, but is not limited thereto, and may be substantially made of Fe. The same effects as described above can also be achieved by this configuration.

また、本実施の形態では磁性体層の形成にFe一元素、Feを主とする合金、あるいはFe−Ni合金を使用したが、これに限らず、磁性体を構成することのできるものであれば如何なる材料を使用してもよい。   Further, in the present embodiment, a single Fe element, an alloy mainly composed of Fe, or an Fe—Ni alloy is used for forming the magnetic layer, but the present invention is not limited to this, and any magnetic material can be formed. Any material may be used.

1、11、21、161 インダクタ用線材
2、12、22、162 導電体
3、13、23、163 磁性体層
4、14、24 絶縁層
30A、30B、30C、170a 空芯コイル
40A、40B、40C 測定値
50 空芯コイル
50A 受信コイル
50B 発信コイル
164 金属層
170b フェライトコアを使用したコイル
1, 11, 21, 161 Inductor wire 2, 12, 22, 162 Conductor 3, 13, 23, 163 Magnetic layer 4, 14, 24 Insulating layer 30A, 30B, 30C, 170a Air-core coil 40A, 40B, 40C Measured value 50 Air-core coil 50A Reception coil 50B Transmission coil 164 Metal layer 170b Coil using ferrite core

Claims (14)

インダクタのコイルに使用されるインダクタ用線材であって、
導電体と、前記導電体の表層に設けられた磁性体層とを有し、
前記磁性体層の厚みが0より大きく3.0μm以下であることを特徴とするインダクタ用線材。
An inductor wire used for an inductor coil,
Having a conductor and a magnetic layer provided on a surface layer of the conductor;
An inductor wire, wherein the magnetic layer has a thickness greater than 0 and not greater than 3.0 μm.
使用周波数帯域が0.01〜1000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が100〜500であり、前記磁性体層の厚みが0より大きく3.0μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のインダクタ用線材。   2. When the operating frequency band is 0.01 to 1000 kHz or less, the value obtained by expressing the initial permeability of the magnetic layer in terms of relative permeability is 100 to 500, and the thickness of the magnetic layer is greater than 0. It is 0 micrometer or less, The wire for inductors of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 使用周波数帯域が0.01〜5000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が100〜500であり、前記磁性体層の厚みが0より大きく2.0μm以下であることを特徴とする請求項2に記載のインダクタ用線材。   When the operating frequency band is 0.01 to 5000 kHz or less, the value obtained by expressing the initial permeability of the magnetic layer in terms of relative permeability is 100 to 500, and the thickness of the magnetic layer is larger than 0. It is 0 micrometer or less, The wire for inductors of Claim 2 characterized by the above-mentioned. 使用周波数帯域が0.01〜1000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が500〜2000であり、前記磁性体層の厚みが0より大きく2.5μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のインダクタ用線材。   When the operating frequency band is 0.01 to 1000 kHz or less, the value obtained by expressing the initial permeability of the magnetic layer in terms of relative permeability is 500 to 2000, and the thickness of the magnetic layer is larger than 0. It is 5 micrometers or less, The wire for inductors of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 使用周波数帯域が0.01〜1000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が500〜2000であり、前記磁性体層の厚みが0より大きく2.0μm以下であることを特徴とする請求項4に記載のインダクタ用線材。   When the operating frequency band is 0.01 to 1000 kHz or less, the value obtained by expressing the initial permeability of the magnetic layer in terms of relative permeability is 500 to 2000, and the thickness of the magnetic layer is larger than 0. The inductor wire according to claim 4, wherein the inductor wire is 0 μm or less. 使用周波数帯域が0.01〜5000kHz以下である場合に、前記磁性体層の初透磁率を比透磁率で表した値が500〜2000であり、前記磁性体層の厚みが0.5〜1.5μmであることを特徴とする請求項1に記載のインダクタ用線材。   When the used frequency band is 0.01 to 5000 kHz or less, the value obtained by expressing the initial permeability of the magnetic layer in terms of relative permeability is 500 to 2000, and the thickness of the magnetic layer is 0.5 to 1 The inductor wire according to claim 1, which is 0.5 μm. 前記磁性体層は、Feを重量比10%以上含む2元素以上の合金であることを特徴とする請求項2から請求項6のいずれか1項に記載のインダクタ用線材。   The inductor magnetic wire according to any one of claims 2 to 6, wherein the magnetic layer is an alloy of two or more elements containing 10% or more by weight of Fe. 前記磁性体層は、Fe−50Ni合金であることを特徴とする請求項7に記載のインダクタ用線材。   The inductor wire according to claim 7, wherein the magnetic layer is an Fe-50Ni alloy. 前記磁性体層は、Fe−80Ni合金であることを特徴とする請求項7に記載のインダクタ用線材。   The inductor wire according to claim 7, wherein the magnetic layer is an Fe-80Ni alloy. 前記磁性体層は、実質的にFeからなることを特徴とする請求項1に記載のインダクタ用線材。   The inductor wire according to claim 1, wherein the magnetic layer is substantially made of Fe. 前記磁性体層の厚みが0μmより大きく3.0μm以下であることを特徴とする請求項10に記載のインダクタ用線材。   11. The inductor wire according to claim 10, wherein a thickness of the magnetic layer is greater than 0 μm and equal to or less than 3.0 μm. 前記磁性体層の厚みが1.5μm以上3.0μm以下であることを特徴とする請求項11に記載のインダクタ用線材。   The inductor wire according to claim 11, wherein the magnetic layer has a thickness of 1.5 μm to 3.0 μm. 前記磁性体層は、前記導電体と絶縁層との間に設けられていることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のインダクタ用線材。   13. The inductor wire according to claim 1, wherein the magnetic layer is provided between the conductor and the insulating layer. 請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のインダクタ用線材を使用したインダクタ。   An inductor using the inductor wire according to any one of claims 1 to 13.
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